جهانهای اقیانوسی و قمرهای یخی
قمرهایی با اقیانوسهای جهانی از آب مایع که در زیر پوستههای یخی پنهان شدهاند، از امیدبخشترین مکانها برای جستجوی حیات فراتر از زمین هستند.
Definition
جهانهای اقیانوسی، قمرهای یخی و سایر اجرام آسمانی هستند که لایهای از آب مایع را در زیر سطوح منجمد خود حفظ میکنند، که توسط گرمایش داخلی یا جزر و مدی پایدار میشود.
Scope
این موضوع قمرهای یخی را پوشش میدهد که دارای اقیانوسهای آب مایع زیرسطحی هستند یا ممکن است داشته باشند، از جمله اروپا، گانیمد، کالیستو، انسلادوس و تیتان، به علاوه سایر جهانهای اقیانوسی کاندید. این موضوع به شواهد وجود این اقیانوسها از میدانهای مغناطیسی القایی، گرانش و توپوگرافی، نوسانات و فورانهای پلومی؛ نقش گرمایش جزر و مدی و مواد ضد یخ در مایع نگه داشتن آب؛ زمینشناسی پوسته یخی؛ و پتانسیل اخترزیستشناختی اقیانوسهای در تماس با سنگ میپردازد.
Core questions
- قمرهای یخی چگونه اقیانوسهای آب مایع را در زیر پوستههای منجمد خود حفظ میکنند؟
- چه شواهدی وجود یک اقیانوس پنهان در داخل یک قمر را آشکار میکند؟
- آیا این اقیانوسها در تماس با سنگ هستند و شیمیایی را فراهم میکنند که میتواند از حیات پشتیبانی کند؟
- پوستههای یخی بالایی چقدر ضخیم و پویا هستند؟
Key theories
- اقیانوسهای زیرسطحی با گرمایش جزر و مدی
- انعطافپذیری گرانشی دورهای قمرها در مدارهای غیرعادی، گرمایی را پراکنده میکند که همراه با مواد ضد یخ، میتواند یک اقیانوس آب مایع جهانی را در زیر یک پوسته یخی عایق حفظ کند.
- کشف اقیانوسها با میدان مغناطیسی القایی
- یک اقیانوس شور و رسانای الکتریکی به محیط مغناطیسی در حال تغییر یک قمر با تولید یک میدان القایی پاسخ میدهد، که مغناطیسسنجهای فضاپیما آن را در اروپا و کالیستو شناسایی کردند.
- پلومهای فعال از یک مخزن زیرسطحی
- جتهای بخار آب و دانههای یخ که از قطب جنوب انسلادوس فوران میکنند، مستقیماً یک مخزن مایع زیرسطحی را نمونهبرداری میکنند و نمکها و مواد آلی را آشکار میسازند.
Mechanisms
انعطافپذیری جزر و مدی و گرمای رادیوژنیک باقیمانده، فضای داخلی قمرهای یخی را گرم میکند، در حالی که نمکهای محلول و آمونیاک نقطه انجماد را کاهش میدهند و آب مایع را در زیر یک پوسته یخی عایق حفظ میکنند. اقیانوسها خود را از طریق میدانهای مغناطیسی القایی، گرانش و نوسانات غیرعادی، تکتونیک سطحی، و در انسلادوس، فورانهای پلومی که مواد داخلی را به فضا حمل میکنند، نشان میدهند.
Clinical relevance
اقیانوسهای زیرسطحی در تماس با فضای داخلی سنگی، آب مایع، انرژی شیمیایی و مولکولهای آلی را فراهم میکنند، که قمرهای یخی را به اهداف اصلی در جستجوی محیطهای قابل سکونت و حیات فراتر از زمین تبدیل میکند.
History
وویجر به قمرهای جوان و با سطح یخی بازسازی شده اشاره کرد و مغناطیسسنج مأموریت گالیله شواهد قوی برای اقیانوسها در داخل اروپا و کالیستو در اواخر دهه 1990 ارائه داد. کشف پلومهای فعال در انسلادوس توسط کاسینی در سال 2005 و مطالعه چرخه متان و اقیانوس زیرسطحی تیتان توسط آن، جهانهای اقیانوسی را به یک موضوع اصلی تبدیل کرد و انگیزهای برای مأموریتهای اختصاصی مانند اروپا کلیپر شد.
Debates
- قابلیت سکونت و ضخامت پوسته یخی اروپا
- ضخامت پوسته یخی اروپا و میزان تبادل مواد اقیانوس آن با سطح، که هر دو برای قابلیت سکونت و اکتشاف حیاتی هستند، نامشخص باقی مانده است.
Key figures
- Margaret Kivelson
- Carolyn Porco
- Francis Nimmo
- Robert Pappalardo
Related topics
Seminal works
- khurana1998
- porco2006
- nimmopappalardo2016
Frequently asked questions
- کدام قمرها گمان میرود اقیانوس داشته باشند؟
- موارد قوی برای اروپا، گانیمد و کالیستو در مشتری، و انسلادوس و تیتان در زحل وجود دارد، به همراه چندین جرم یخی دیگر به عنوان کاندیداهای بیشتر.
- چگونه یک قمر میتواند در این فاصله زیاد از خورشید آب مایع داشته باشد؟
- گرمای ناشی از انعطافپذیری جزر و مدی و واپاشی رادیواکتیو، همراه با نمکهایی که نقطه انجماد آب را کاهش میدهند، میتواند یک اقیانوس را در زیر یک پوسته یخی عایق حتی در منظومه شمسی بیرونی سرد، مایع نگه دارد.